可持续弹性板材制造技术

本发明专利技术的示例性实施方式公开了一种用于地板或墙板的聚氨酯芯，所述芯包括至少部分地由一种或多种可回收材料制得的多元醇以及异氰酸酯。氰酸酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可持续弹性板材
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张享有于2020年1月24日提交的美国临时申请序列号为62/965,389的权益，其全部内容通过引用并入本文，如下文所述。


[0003]本专利技术的各种实施方式主要涉及基于聚合物的建筑板材，更具体涉及用于复合地板、天花板和/或墙板的具有高密度特性的聚氨酯配方。

技术介绍

[0004]复合建筑板材和瓷砖通常用于企业、家庭以及机构，具有提高地板保护性、舒适性、设计多功能性、低维护性以及在某些情况下易于安装等诸多优点。此外，复合建筑板材可以替代木材和胶合板，提供环境效益，即减少森林砍伐。
[0005]复合板材和瓷砖由若干层构成。具有木材、瓷砖或石头的高分辨率装饰图像的外层或图像层通常密封在保护性树脂涂层下。整个板材的大部分密度所在的芯层提供了结构。背衬层将复合板材固定在一起。一些复合板材和瓷砖还包括附加的衬底层，以便于安装。所述板材和瓷砖可以铺设表面上并机械地结合在一起，以形成地板覆盖层和墙面或天花板护套，而无需使用粘合剂，从而减少了安装阶段的劳动力和时间。此类地板覆盖层被称之为浮动地板覆盖层。
[0006]近年来，制造商开发了具有聚合物刚性芯的板材和瓷砖，所述聚合物刚性芯由乙烯基聚合物与例如木塑复合材料(WPC)或石材聚合物复合材料(SPC)之类的添加剂混合而成。芯的组成会影响整个板材的刚度或硬度、厚度、耐水性、隔热性、隔音性、密度以及耐用性等性能。乙烯基地板或墙板的缺点之一是容易卷曲。卷曲是地板或墙板内的各层在温度变化时膨胀和收缩所导致的。乙烯基地板或墙板不同程度的收缩和/或膨胀导致了正卷曲或负卷曲，以及不平坦的地板或墙板。相邻地板或墙板的卷曲会导致损坏，例如，板材分离、接缝受力和/或表面分层。
[0007]令人惊讶的是，与具有传统乙烯基芯的现有板材相比，本专利技术所公开的具有一层或多层包含聚氨酯的基于聚合物地板或墙板提供了更好的尺寸稳定性、更好的隔音性以及更好的弯曲和锁定强度。特别地，基于聚合物地板或墙板可以实现高密度和更好的弯曲强度间的理想平衡。此外，本专利技术的配方可选择性地，至少部分地由回收或可重复使用的材料制成。从回收或可重复使用的材料，例如回收的地毯纤维或塑料瓶开始对环境有益，有助于减少进入垃圾填埋场或世界水体的塑料废物，同时产生一种替代传统乙烯基板材的可持续且有弹性的产品。

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及用于地板或墙板的聚氨酯芯。本专利技术的一示例性实施方式提供了一种聚氨酯芯，其包括：至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇；以及异氰酸酯。
[0009]在本专利技术的任何实施方式中，所述多元醇可包含约1％至约40％重量的一种或多种回收材料。
[0010]在一些实施方式中，所述多元醇可包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。
[0011]在一些实施方式中，所述一种或多种回收材料可包括聚酯对苯二甲酸酯地毯纤维。
[0012]在一些实施方式中，所述一种或多种回收材料可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶。
[0013]在一些实施方式中，所述异氰酸酯可以包括至少一种聚异氰酸酯。
[0014]在一些实施方式中，所述聚异氰酸酯可具有约25wt.％
‑
约35wt.％的NCO含量。
[0015]在一些实施方式中，所述聚异氰酸酯可包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。
[0016]在一些实施方式中，所述亚甲基二苯基二异氰酸酯可选自2,2'
‑
MDI、2,4'
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MDI和4,4'
‑
MDI。
[0017]在一些实施方式中，亚甲基二苯基二异氰酸酯可具有27.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为140cps，25℃下的密度为1.20g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.0002mmHg，以及官能度约为2.2。
[0018]在一些实施方式中，亚甲基二苯基二异氰酸酯可具有31.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为200cps，25℃下的密度为1.23g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.0002mmHg，以及官能度约为2.7。
[0019]在一些实施方式中，亚甲基二苯基二异氰酸酯可具有32.4wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为17cps，25℃下的密度为1.22g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.00001mmHg，以及官能度约为2.01。
[0020]在一些实施方式中，芯可包括约5％
‑
约50％重量的聚异氰酸酯。
[0021]在一些实施方式中，聚氨酯芯还可包括扩链剂。
[0022]在一些实施方式中，所述扩链剂可选自丁二醇(BDO)、二甘醇(DEG)、乙二醇、丙二醇、二乙醇胺、三羟甲基丙烷及其组合。
[0023]在一些实施方式中，所述芯可包括约0％
‑
5％重量的扩链剂。
[0024]在本专利技术所公开的一些实施方式中，所述聚氨酯芯还可包括催化剂。
[0025]在一些实施方式中，所述催化剂可包括金属基催化剂。
[0026]在一些实施方式中，所述催化剂可包括凝胶催化剂。
[0027]在一些实施方式中，所述催化剂可包括热活化催化剂。
[0028]在一些实施方式中，所述聚氨酯芯还可包括分散剂和/或表面活性剂。
[0029]在一些实施方式中，所述聚氨酯芯还可包括至少一种填料。
[0030]在一些实施方式中，所述至少一种填料可包括碳酸钙。
[0031]在一些实施方式中，所述芯可包括约0％
‑
约60％重量的至少一种填料。
[0032]在一些实施方式中，所述芯在70℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.30％。
[0033]在一些实施方式中，所述芯在80℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.40％。
[0034]在一些实施方式中，所述芯在70℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.30％，以及在80℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.40％。
[0035]在一些实施方式中，所述芯可表现出在70℃下以百分比表示的第一尺寸稳定性和在80℃下以百分比表示的第二尺寸稳定性，其中，所述第二尺寸稳定性比所述第一尺寸稳
定性大不到0.30。
[0036]在一些实施方式中，所述芯可具有约4mm的厚度，其中，所述芯可表现出至少30MPa的弯曲强度。
[0037]在一些实施方式中，所述芯可具有约4mm的厚度，其中，所述芯可表现出约30MPa
‑
约80MPa的弯曲强度。
[0038]在一些实施方式中，所述芯可具有约4mm的厚度，其中，所述芯可表现出约35MPa
‑
约65MPa的弯曲强度。
[0039]在一些实施方式中，所述芯可具有约6.4mm的厚度，其中，所述芯可表现出至少100MPa的弯曲强度。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于地板或墙板的聚氨酯芯，所述芯包括：至少部分地由一种或多种回收材料制得的多元醇；以及异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述多元醇包含约1％
‑
40％重量的一种或多种回收材料。3.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。4.根据权利要求3所述的芯，其特征在于：所述一种或多种回收材料包括聚酯对苯二甲酸酯地毯纤维。5.根据权利要求3所述的芯，其特征在于：所述一种或多种回收材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶。6.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述异氰酸酯包括至少一种聚异氰酸酯。7.根据权利要求6所述的芯，其特征在于：所述聚异氰酸酯具有约25wt.％
‑
约35wt.％的NCO含量。8.根据权利要求6所述的芯，其特征在于：所述聚异氰酸酯包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。9.根据权利要求8所述的芯，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯选自2,2'
‑
MDI、2,4'
‑
MDI和4,4'
‑
MDI。10.根据权利要求8所述的芯，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯具有27.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为140cps，25℃下的密度为1.20g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.0002mmHg，以及官能度约为2.2。11.根据权利要求8所述的芯，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯具有31.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为200cps，25℃下的密度为1.23g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.0002mmHg，以及官能度约为2.7。12.根据权利要求8所述的芯，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯具有32.4wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为17cps，25℃下的密度为1.220g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.00001mmHg，以及官能度约为2.01。13.根据权利要求6所述的芯，其特征在于：所述芯包括约5％
‑
约50％重量的聚异氰酸酯。14.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述聚氨酯芯还包括扩链剂。15.根据权利要求14所述的芯，其特征在于：所述扩链剂选自丁二醇(BDO)、二甘醇(DEG)、乙二醇、丙二醇、二乙醇胺、三羟甲基丙烷及其组合。16.根据权利要求14所述的芯，其特征在于：所述芯包括约0％
‑
5％重量的扩链剂。17.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述聚氨酯芯还包括催化剂。18.根据权利要求17所述的芯，其特征在于：所述催化剂包括金属基催化剂。19.根据权利要求17所述的芯，其特征在于：所述催化剂包括凝胶催化剂。20.根据权利要求17所述的芯，其特征在于：所述催化剂包括热活化催化剂。21.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述聚氨酯芯还包括分散剂和/或表面活性剂。
22.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述聚氨酯芯还包括至少一种填料。23.根据权利要求22所述的芯，其特征在于：所述至少一种填料包括碳酸钙。24.根据权利要求22所述的芯，其特征在于：所述芯包括约0％
‑
约60％重量的至少一种填料。25.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯在70℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.30％。26.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯在80℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.40％。27.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯在70℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.30％，以及在80℃下的尺寸稳定性变化等于或小于0.40％。28.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯表现出在70℃下以百分比表示的第一尺寸稳定性和在80℃下以百分比表示的第二尺寸稳定性，其中，所述第二尺寸稳定性比所述第一尺寸稳定性大不到0.30。29.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约4mm的厚度，其中，所述芯表现出至少30MPa的弯曲强度。30.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约4mm的厚度，其中，所述芯表现出约30MPa
‑
约80MPa的弯曲强度。31.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约4mm的厚度，其中，所述芯表现出约35MPa
‑
约65MPa的弯曲强度。32.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约6.4mm的厚度，其中，所述芯表现出至少100MPa的弯曲强度。33.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约1.4g/cm3‑
约2.0g/cm3的密度。34.根据权利要求1所述的芯，其特征在于：所述芯具有约1.4g/cm3‑
至约1.8g/cm3的密度。35.一种基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其包括：聚氨酯芯，其包括：至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇；以及异氰酸酯；以及至少一基板和可选的顶层。36.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材在70℃下的尺寸稳定性等于或小于0.2％，在80℃下的尺寸稳定性等于或小于0.30％。37.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材表现出在70℃下以百分比表示的第一尺寸稳定性和在80℃下以百分比表示的第二尺寸稳定性，其中，所述第二尺寸稳定性比所述第一尺寸稳定性大不到0.20。38.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材在板材的至少一侧具有大于10kN/m的抗拉强度。39.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材具有小于2％的残留压痕。40.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材具有小于0.2mm的长期压痕。
41.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述板材具有小于0.1mm的长期压痕。42.根据权利要求35所述的基于聚合物的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述基板包括来自于回收材料的组分。43.一种用于墙板或地板的聚氨酯芯的制备方法，所述方法包括：形成混合物，所述混合物包括：至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇；以及异氰酸酯；挤出该混合物以形成芯；可选地将基板退火到所述芯上；以及可选地将顶层层压到所述芯和基板上。44.一种地板或墙板覆盖板材，其包括：基于聚氨酯的芯；位于所述芯的顶表面附近的装饰性印刷层；以及位于所述装饰性印刷层的顶表面附近的保护层；其中，所述基于聚氨酯的芯包括至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇和异氰酸酯。45.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：还包括位于所述芯的底表面附近的衬垫。46.根据权利要求45所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述衬垫为基于聚氨酯的衬垫，其中，所述述基于聚氨酯的衬垫包括：至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇；以及异氰酸酯。47.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述基于聚氨酯的芯是聚氨酯泡沫。48.根据权利要求45所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述基于聚氨酯的衬垫是聚氨酯泡沫。49.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯的密度为约60
‑
90lbs/ft3。50.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括玻璃纤维的增强层。51.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种扩链剂，其在所述芯中的存在量最多为30份/100份多元醇。52.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种扩链剂，其在所述芯中的存在量最多为2份/100份多元醇。53.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种分散剂，其在所述芯中的存在量最多为10份/100份多元醇。54.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种填料，其在所述芯中的存在量最多为500份/100份多元醇。55.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种表面活性剂，其在所述芯中的存在量最多为2份/100份多元醇。
56.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种去湿剂，其在所述芯中的存在量最多为10份/100份多元醇。57.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯的多元醇包括约1％
‑
40％重量的一种或多种回收材料。58.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述异氰酸酯以100
‑
250份/100份多元醇的量存在于所述芯中。59.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述保护层包括聚氨酯。60.根据权利要求60所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述保护层的聚氨酯包括异氰酸酯以及至少部分地由一种或多种回收材料制成的多元醇。61.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯的多元醇的一种或多种回收材料包括聚酯对苯二甲酸酯(PET)地毯纤维。62.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述衬垫的多元醇的一种或多种回收材料包括聚酯对苯二甲酸酯(PET)地毯纤维。63.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯的多元醇的一种或多种回收材料包括聚酯对苯二甲酸酯(PET)塑料瓶。64.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述衬垫的多元醇的一种或多种回收材料包括聚酯对苯二甲酸酯(PET)塑料瓶。65.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯还包括一种或多种二元醇和/或二醇。66.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述一种或多种二元醇和/或二醇可包括聚四氢呋喃(polyTHF)。67.根据权利要求44所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述芯的异氰酸酯包括聚异氰酸酯。68.根据权利要求67所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述聚异氰酸酯具有约25wt.％
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约35wt.％的NCO含量。69.根据权利要求67所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述聚异氰酸酯包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。70.根据权利要求69所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯选自2,2'
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MDI、2,4'
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MDI和4,4'
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MDI。71.根据权利要求69所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯具有27.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为140cps，25℃下的密度为1.20g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃的蒸汽压为0.0002mmHg，以及官能度约为2.2。72.根据权利要求69所述的地板或墙板覆盖板材，其特征在于：所述亚甲基二苯基二异氰酸酯具有31.5wt.％的NCO含量，在25℃下的粘度为200cps，25℃下的密度为1.23g/cm3，在5mmHg下的初始沸点为190℃，25℃下的蒸汽压为0.000...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克，
申请(专利权)人：塔伊普科有限公司，
类型：发明
国别省市：